[科普中國(guó)]-離子交換型固相萃取

離子交換型固相萃取

離子交換型固相萃取是以離子間高能量的相互作用而達(dá)到分離的目的。強(qiáng)極性的溶質(zhì)可以從極性強(qiáng)的水或其他溶劑中分離出來(lái)，強(qiáng)離子交換樹脂的交換容量不受pH值影響，弱離子交換樹脂則依賴pH值的變化。載體為樹脂或硅膠的強(qiáng)陽(yáng)離子交換樹脂，交換基團(tuán)為硫磺酸[-SO-3H+]；弱陽(yáng)離子交換基團(tuán)為羧酸，常用于分析堿性物質(zhì)(如兒茶酚胺、嘌呤、嘧啶)；強(qiáng)陰離子交換樹脂的交換基團(tuán)為第四胺[-N+(CH3)3]，弱陰離子交換樹脂的交換基團(tuán)為第一、第二胺或氨烷基，常用于酸性物質(zhì)分析(如膽汁酸、核苷、脂肪酸、有機(jī)酸及維生素)。

離子交換型固相萃取應(yīng)用離子交換型固相萃取在生物樣品及環(huán)境監(jiān)測(cè)方面應(yīng)用廣泛。在萃取過(guò)程中，樣品的pH值調(diào)整到溶質(zhì)易于離子化。洗脫時(shí)通過(guò)改變pH值或增加競(jìng)爭(zhēng)離子的強(qiáng)度使溶質(zhì)從樹脂上交換出來(lái)。有機(jī)堿或酸的pH值在pKa附近有50%質(zhì)子化或離子化，若分別降低或升高兩個(gè)單位的pH值可使99%的堿或酸離子化，因此洗脫時(shí)也應(yīng)提高或降低兩個(gè)單位的pH值。離子交換型固相萃取的靈敏度受pH值、離子間作用力、流速及緩沖液離子強(qiáng)度的影響，樣品基質(zhì)中的競(jìng)爭(zhēng)離子強(qiáng)度越高則萃取效率越低，如檸檬酸可競(jìng)爭(zhēng)陰離子交換位置。另外，某些吸附劑可與某些金屬離子螯合，如亞氨基二乙酸與Na+螯合，可有效分離某些金屬離子。

離子交換填充劑離子交換填充劑使用離子交換劑，基質(zhì)材料以聚苯乙烯/二乙烯基苯類樹脂為主，但硅膠、纖維素等也可用作基質(zhì)。分離對(duì)象是離子型化合物。對(duì)于酸性化合物，如有機(jī)酸、無(wú)機(jī)陰離子、酸性蛋白等，一般采用陰離子交換固相萃取柱；對(duì)于堿性化合物，如有機(jī)胺、金屬離子、兒茶酚胺和堿性蛋白等，采用陽(yáng)離子交換固相萃取柱。

影響離子交換固相萃取的因素離子化程度離子化合物的保留與其離子化程度有關(guān)，對(duì)于酸性分析物，樣品溶液的pH值要比其pKa值高2個(gè)整數(shù)位，以便使樣品充分解離，被陰離子交換固相萃取柱保留，沖洗液pH值則要控制在比其pKa值低2個(gè)整數(shù)位；堿性分析物則相反。

離子選擇性在強(qiáng)陽(yáng)離子交換劑中，Li+、Na+、H+和NH3+容易被分析物的陽(yáng)離子基替換，而Cu2+、Ca2+、Ba2+等則難以被替換。在陰離子交換劑中，OH-、F-、CH3COO-、HPO42-、CN-和Cl-很難被替換，而HCO3-被替換的可能性為中等。

離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度對(duì)離子交換固相萃取也有重要影響。

流速由于離子交換過(guò)程進(jìn)行得比較緩慢，因此應(yīng)采用較低的流速(0.5-2mL/min)。

此外，空間排斥、粗孔反相吸附劑、粗孔離子交換劑以及一些特殊用途鍵合固定相吸附劑也可以應(yīng)用，從而更加豐富了固相萃取分離模式的應(yīng)用選擇。例如，對(duì)分子量大于110000u的生物大分子常采用空間排斥固相萃取1。

離子交換固相萃取在獸藥檢測(cè)中應(yīng)用Stubbings G等用強(qiáng)陽(yáng)離子SCX柱子測(cè)定不同動(dòng)物源性食品中幾類堿性藥物如硝基咪唑類、苯并咪唑類、左旋咪唑、磺胺類藥物等，藥物的洗脫先后用兩種不同洗脫液完成，氨化甲醇和氨化乙腈來(lái)完成，除豬腎中咔唑洛爾回收率31%，其他幾種藥物回收率在56%～ 104%范圍內(nèi)，并對(duì)混合型HCX柱、弱酸型WCX柱進(jìn)行回收率比較，因?yàn)镠CX柱上樣時(shí)需要pH6溶液，并且要吹干有機(jī)提取劑乙腈，該方法操作繁瑣；羧酸基填料WCX的pKa4.8，只能萃取pKa≥ 8.8的藥物，而SCX能萃取pKa≥ 2.8的所有堿性藥物。Jacob-sen A M等用組合固相萃取柱強(qiáng)陰離子交換SAX+ HLB測(cè)定土壤中四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類、磺胺類多種獸藥殘留，離子交換柱僅用著凈化基質(zhì)干擾，不保留被測(cè)物，HLB能富集所有藥物使樣品測(cè)定達(dá)較高靈敏度，測(cè)定低限范圍0.6μg/kg～ 5.6μg/kg2。